葛洲坝水力发电厂实习报告

葛洲坝水力发电厂实习报告华北水利水电学院电力学院电气工程及其自动化专业-1-一、实习目的生产实习是为了加强我们对课本中的知识的感性认识，使我们不仅知其然，更知其所以然。了解电厂和变电站的运行以及里面的结构和工作原理，使理论和实际相结合，增进对本专业的兴趣，以进一步学习专门课程。同时使我们认识到电力在国民经济中的重要性，电力的安全和稳定生产很重要，要求我们保持严谨的态度，马虎不得。二、实习时间2010年10月24日到2010年10月30日三、实习单位湖北省宜昌市葛洲坝水电站及三峡水电站四、实习过程及内容25日晚，安全教育及葛洲坝水力发电厂概况介绍。葛洲坝工程奠基于20世纪70年代初，竣工于八十年代末，总投资48.48亿元。它位于中国湖北省宜昌市境内的长江三峡末端河段上，距上游的三峡水电站38公里，是长江上第一座大型水电站，也是世界上最大的低水头大流量、径流式水电站。大坝坝型为闸坝，全长2606.5米，最大坝高47米，坝顶高程70米，设计上游蓄水水位66米，实际运行水位63~66.5米，总库容15.8亿立方米，校核水位6米，设计落差18.6米，最大落差27米。库区回水110~180千米，使川江航运条件得到改善。泄水闸最大排洪能力8.4万立方米/秒，总体最大排洪能力11.2万立方米/秒。电站设计装机21台，其中大江电厂装机14台，二江电厂装机7台，总容量2715MW。投产后通过扩建1台保安电源机组和实施2台机组改造增容，现装机容量为2777MW，最大出力达2930MW，年均发电157亿千瓦小时。26日上午，三峡水电站的概况和葛洲坝二江电厂电气一次部分介绍。三峡水电站介绍：三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪，在已建成的葛洲坝水利枢纽上游约40公里处。坝址区河谷开阔，两岸岸坡较平缓，江中原有一小岛（中堡岛），具备良好的分期施工导流条件。枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体。修建了宜昌至工地长约28公里的专用高速公路及坝下游4公里处的跨江大桥——西陵长江大桥。还修建了一批坝区码头。坝区具备良好的交通条件。拦河大坝为混凝土重力坝，坝长2309米，坝顶高程185米，最大坝高181米，设计上游蓄水水位175米（枯水期）、145米（丰水期），水库总库容393亿立方米，最大落差113米。泄洪坝段位于河床中部，总长483米，设有22个表孔和23个泄洪深孔，其中深孔进口高程90米，孔口尺寸为7×9米；表孔孔口宽8米，溢流堰顶高程158米，表孔和深孔均采用鼻坎挑流方式进行消能。电站坝段位于泄洪坝段两侧，设有电站进水口。进水口底板高程为108米。压力输水管道为背管式，内直径12.40米，采用钢筋混凝土受力结构。校核洪水时坝址最大下泄流量102500立方米/秒。三峡水库将显著改善宜昌至重庆660公里的长江航道，万吨级船队可直达重庆港。航道单向年通过能力可由现在的约1000万吨提高到5000万吨，运输成本可降低35-37%。经水库调节，宜昌下游枯水季最小流量，可从现在的3000立方米/秒提高到5000立方米/秒以上，使长江中下游枯水季航运条件也得到较大的改善。水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房和地下厂房。共安装32台水轮发电-2-机组，其中左岸厂房14台，右岸厂房12台，地下厂房6台。水轮机为混流式，机组单机额定容量70万千瓦。总装机容量1820万千瓦，年平均发电量846.8亿千瓦时。葛洲坝二江电厂电气一次部分：1.220kV开关站的接线方式：双母线带旁路，旁路母线分段。这是二江电厂220kV开关站接线方式的一个特点。将旁路母线分段并在每个分段上各设置一台断路器的原因是母线上的进、出线回数多，且均是重要电源或重要线路，有可能出现有其中两台断路器需要同时检修而对应的进、出线不能停电的情况，在这种情况发生时旁路母线分段运行、旁路断路器分别代替所要检修的两台断路器工作，保证了发供电的可靠性。同时两台旁路断路器也不可能总是处于完好状态，也需要检修与维护,当其中一台检修例一台处于备用状态，这样可靠性比旁路母线不分段、仅设置一台旁路断路器高。一机一变一线共7台机7条出线，1个母联，2个旁路，2台联络变压器。7条出线分别为：葛雁（小雁溪）线、葛陈（陈家冲）线、葛远（远安）线、葛坡（长坂坡）线、葛桔（桔城变）线、葛白I（白家冲）回线、葛白II回线。2.开关站的主要配置：出线8回：1－8E（其中7E备用）；进线7回：1－7FB（FB：发电机－变压器组）；大江、二江开关站联络变压器联络线：2回；断路器：19台；母线：圆形管状空心铝合金硬母线，主母线分别设置电压互感器（CVT）及避雷器（ZnO）一组。3.开关站布置型式：分相中型单列布置（户外式）。4.发电机与主变压器连接方式：采用单元接线方式。5.厂用6kV系统与发电机组的配接方式：采用分支接线方式(仅3－6F有此分支)。分支接线是机组与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式下获得厂用电的一种常用方法。在有厂用分支的情况下，为保证对厂用分支供电可靠性，必须作到：1）发电机出口母线上设置隔离开关；2）隔离开关安装位置应正确。为提高对厂用分支供电的可靠性，在3F－6F出口母线上加装了出口断路器。这样当机组故障时出口断路器跳闸切除故障，主变压器高压断路器不再分闸，不会出现机组故障对应6kV分段短时停电情况。6.厂用6kV系统的接线方式：采用单母线分段方式——二江电厂厂用6kV母线共4段，各段编号分别为3、4、5、6，与各自供电变压器（公用变压器）所连接的发电机编号对应。7.厂用电有关配置：对发电厂来讲，厂用电就是“生命线”，必须具有足够高的可靠性。但单母线分段接线方式可靠性不高，为解决这一矛盾，普遍采用的配置原则是：1、电源配置原则：各分段的电源必须相互独立,且获得电源方向不得单一。2、负荷配置原则：同名负荷的双回路或多回路须连接于母线不同分段上。3、段间配置原则：分段与分段间应具备相互备用功能或设置专门备用段。26日下午，葛洲坝电厂继电保护介绍。1．继电保护装置的定义-3-当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，发出告警信号或跳闸命令，以终止这些事件发展的成套硬件设备。保护电力元件的称继电保护装置；保护电力系统的称安全自动装置。2.继电保护的对象：电力元件、电力系统3.继电保护的任务：1、故障跳闸；2、异常时发信号。4.继电保护的要求：1、可靠性；2、选择性；3、快速性；4、灵敏性。5.继电保护的构成：厂房的保护：1、机组保护：纵差保护、不对称保护、失磁保护、转子过流保护、负序过流保护；2、主变压器保护：重瓦斯保护、轻瓦斯保护、差动保护、纵联保护、过电流保护等。3、厂用变保护：差动、速断、过流、过激磁、瓦斯保护等。5.1机组保护：主要故障类型：定子绕组相间短路，定子绕组同一相匝间短路，定子绕组接地故障，转子一点、两点接地故障，转子回路低励或失去励磁电流。不正常工作状态：过负荷，定子绕组过电流，定子绕组过电压，三相电流不对称，失步，过励磁等机组保护配置情况:大江电厂机组保护装置为能达公司生产的WYB-021型微机继电保护装置，包括子一系统、子二系统、管理机及出口层。5.1.1保护的作用及原理(1）纵差保护：反应发电机线圈及其引出线的相间短路。(2）不对称保护：用于反应定子绕组同一相或分支短路。(3)失磁保护：反应发电机端测量阻抗，作为发电机全失磁或部分失磁保护，三个判据①静稳阻抗判据；②无功方向判据；③变励磁电压判据。（4）过电压保护：用于反应发电机突然甩掉负荷时引起定子绕组过电压。（5）低压过流保护：用于反应发电机外部短路引起的过电流及负荷超过发电机额定容量引起的三相对称过负荷。（6）负序过流保护：用于反应外部不对称短路或不对称故障引起的过电流及过负荷。（7）转子过流保护：用于反应励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷。（8）串并变过流保护：用于反应励磁用串并变发生故障引起的过电流。5.1.2发电机纵差保护5.1.3发电机横差保护保护范围：反应发电机定子绕组的一相匝间短路和同一相两并联分支间的匝间短路。对于绕组为星形联接且每相由两个及以上并联引出线的发电机均需装设横差保护。优点：横差保护接线简单，能灵敏反应定子绕组匝间、分支间短路故障。缺点：在定子绕组引出线或中性点附近发生相间短路时，两中性点连线中的电流较小，横差保护可能不动作，出现死区，可达15％－20％。-4-5.1.4失磁保护反应发电机转子回路励磁电流减少或消失。PT发生断线及系统非对称性故障时，失磁会误动，因此需要加负序电压闭锁。动作后果：跳出口开关、灭磁、停机。发电机失磁对系统的主要影响：1.发电机失磁后，不但不能向系统送出无功功率，而且还要从系统中吸取无功功率，将造成系统电压下降。2.为了供给失磁的发电机无功功率，可能造成系统中其他发电机过电压。发电机失磁对自身的主要影响：1.发电机失磁后，转子和定子磁场间出现了速度差，并在转子回路中感应出转差频率的电流，引起转子局部过热。2.发电机受交变的异步电磁力矩的冲击而发生振动，转差率越大，振动也越厉害。发电机失磁是一个相对缓慢的过程，其保护出口时间较长，因此不能作为发电机的主保护。发电机主保护为差动保护、匝间保护或横差保护。5.1.5过电压保护由于水轮发电机的调速系统惯性较大，动作缓慢，因此在突然甩去负荷时，转速将超过额定值，此时机端电压可能高达额定电压的1.8－2倍，将造成定子绕组绝缘损坏。动作后果：跳出口开关、停机、灭磁5.1.6定子一点接地保护反应发电机定子及其引出线发生的一点接地故障。保护范围：利用三次谐波电压构成的定子接地保护，保护范围是靠近中性点侧20％－25％部分，利用基波零序电压构成的定子接地保护，保护范围是靠近极端侧85％－90％，由此构成100％定子接地保护葛洲坝电厂属小接地电流系统，在发生定子一点接地故障后，还可以继续运行1－2小时，不必立即停机处理，但是为了防止故障扩大至两点接地或多点接地短路故障，须迅速判明故障状况，视情况而定是否需申请停机处理。动作后果：延时5s发报警信号5.1.7转子一点接地保护反应发电机转子及其引出线发生的一点接地故障。采用变极性原理，通过加在转子回路上的方波，提高转子不同位置发生接地保护的动作灵敏度。动作后果：延时5s发信号转子两点接地的危害：（1）转子绕组的一部分被短路，另一部分电流增加，破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起剧烈振动，无功出力降低（2）转子电流通过转子本身，造成转子磁化。（3）转子局部受热，发生缓慢变形而偏心运转。5.2主变保护介绍5.2.1主要故障类型内部故障：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障。外部故障：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短路，引出线之间发生的相间故障。-5-5.2.2不正常工作状态：外部短路或过负荷引起的过电流，油箱漏油造成的油面降低，变压器中性点电压升高，外加电压过高或频率降低引起的过激磁等。5.2.3机组保护配置情况第一、四单元保护装置为能达公司生产的WYB-3C型微机变压器保护装置，第二、三单元保护装置为南自厂生产的WBZ-500H型微机变压器保护装置。5.2.4保护的作用及原理(1）差动保护：采用差电流原理。构成：比例制动差动保护＋二次谐波制动＋五次谐波制动＋差速断，反应变压器绕组和引出线的多相短路，大接地电流电网侧绕组和引出线接地短路以及绕组匝间短路。为了避免由于各个电流互感器的饱和特性和励磁电流不同及其他原因引起不平衡电流造成保护误动而设置比例制动。在变压器空载投入或外部短路故障切除后，电压恢复过程中，变压器一侧会产生激磁电流，此电流二次谐波分量含量多，此时设置二次谐波制动以防保护误动。由于发电机励磁系统的误操作或失调，或电力系统的不正常运行，激磁电流中五次谐波电流分量很大，所以取五次谐波制动以防保护误动。对于大型变压器，为防止在较高的短路水平时，由于电流互感器饱和时高次谐波量增加，产生极大的制动力矩而使差动元件拒动，设置差速断快速动复合过流：由一个负序电压继电器和一个接